(57)【要約】【課題】  各圧縮室内部において上・下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防止する容量可変回転圧縮機を提供する。【解決手段】  この容量可変回転圧縮機は、相異なる内容積を有する上部及び下部圧縮室と、  前記上部及び下部圧縮室を貫通する回転軸と、前記回転軸に設けられる上部及び下部偏心カムと、前記上部及び下部偏心カムの外周面にそれぞれ配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記上部及び下部偏心ブッシュとの間の所定の位置において設けられるスロットと、前記スロットに沿って移動して前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大偏心位置に切り換えるロックピンと、前記ロックピンと対向する位置において前記スロットに係止されて前記上部及び下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐクラッチ装置とを備えてなる。【選択図】      図２
2005121007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相異なる内容積を有する上部及び下部圧縮室と、
前記上部及び下部圧縮室を貫通する回転軸と、
前記回転軸に設けられる上部及び下部偏心カムと、
前記上部及び下部偏心カムの外周面にそれぞれ配置される上部及び下部偏心ブッシュと、
前記上部及び下部偏心ブッシュとの間の所定の位置において設けられるスロットと、
前記スロットに沿って移動して前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大偏心位置に切り換えるロックピンと、
前記ロックピンと対向する位置において前記スロットに係止されて前記上部及び下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐクラッチ装置とを備えてなることを特徴とする容量可変回転圧縮機。
【請求項２】
前記回転軸は、前記スロットに対応する高さに設けられた貫通穴を含み、前記ロックピンと前記クラッチ装置がそれぞれ前記貫通穴の第１端と第２端に配置されるようにすることを特徴とする請求項１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項３】
前記クラッチ装置は、
前記貫通穴の第２端に進退可能に嵌められるクラッチピンと、
前記貫通穴の内部に配置され、前記回転軸が停止した状態で前記クラッチピンが前記貫通穴の内部に受容されるように弾性力を働かせる弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項２に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項４】
前記クラッチピンは、
前記スロットの幅よりも大きめの直径を持つ胴部と、
前記スロットの幅よりも小さめの直径を持ち、前記胴部の先端から突出したロック部と、
前記胴部の後端から突出した第１ねじ山部とから構成されたことを特徴とする請求項３に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項５】
前記ロックピンは、
ねじ山の形成されている胴部と、前記スロットに嵌められる頭部とからなるものの、前記胴部は、前記ロックピンが前記貫通穴に固定されるように前記貫通穴の第１端にねじ結合される第２ねじ山部と、前記第２ねじ山部の端部から内側に延びた第３ねじ山部とからなることを特徴とする請求項４に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項６】
前記弾性部材はコイルばねからなり、前記貫通穴の内部においてその両端がそれぞれ前記クラッチピンの第１ねじ山部と前記ロックピンの第３ねじ山部に噛合って結合されることを特徴とする請求項５に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項７】
前記ロックピンの頭部と前記クラッチピンのロック部には多角形状の締め付け溝を形成し、前記コイルばねの両端部が前記クラッチピンの第１ねじ山部と前記ロックピンの第３ねじ山部に簡便に噛合うようにしたことを特徴とする請求項６に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項８】
前記クラッチピンと前記コイルばねは、前記第１ねじ山部に前記コイルばねの一端部が噛合った状態で前記貫通穴の第２端から嵌められ、前記ロックピンは、前記ロックピンの締め付け溝を使って前記第２ねじ山部が前記貫通穴の第１端にねじ結合されて固定され、この状態で前記クラッチピンの締め付け溝を使って前記クラッチピンを引き締めると前記コイルばねの他端部が前記ロックピンの第３ねじ山部に噛合うことによって前記クラッチピンが前記回転軸の遠心力と前記コイルばねの弾性力により前記貫通穴に進退可能に設置されることを特徴とする請求項７に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項９】
相異なる内容積を有する上部及び下部圧縮室と、
前記上部及び下部圧縮室を貫通する回転軸と、
前記回転軸に同一方向に偏心設置される上部及び下部偏心カムと、
前記回転軸から互いに反対方向に偏心されてそれぞれ前記上部及び下部偏心カムの外周面に配置される上部及び下部偏心ブッシュと、
前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュとの間の所定の位置において設けられるスロットと、
前記回転軸の回転方向に応じて前記スロットの第１端及び第２端のいずれか一方に係止されて前記上部偏心ブッシュまたは下部偏心ブッシュを選択的に最大偏心位置に切り換えるロックピンと、
前記ロックピンと対向する位置において前記スロットに係止されて前記上部及び下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐクラッチ装置とを備えたことを特徴とする容量可変回転圧縮機。
【請求項１０】
前記ロックピンは、前記上部偏心カムと前記下部偏心カムとの間の所定に位置において回転軸に形成された貫通穴の第１端に結合され、前記スロットは、前記上部偏心ブッシュと下部偏心ブッシュとの間の所定の位置において形成されて前記ロックピンが収容されるとともに、その第１端から前記回転軸の中心に延長される第１線と、その第２端から前記回転軸の中心に延長される第２線とが略１８０°の角度をなす長さを有することを特徴とする請求項９に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１１】
前記クラッチ装置は、前記貫通穴の第２端に進退可能に嵌められるクラッチピンと、前記貫通穴の内部に配置されて前記回転軸が停止した状態で前記クラッチピンが前記貫通穴の内部に受容されるように弾性力を働かせる弾性部材とを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１２】
前記クラッチピンは、前記スロットの幅よりも大きめの直径を持つ胴部と、前記スロットの幅よりも小さめの直径を持ち、前記胴部の先端から突出したロック部と、前記胴部の後端から突出した第１ねじ山部とからなることを特徴とする請求項１１に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１３】
前記ロックピンは、ねじ山の形成されている胴部と、前記スロットに嵌められる頭部とからなるものの、前記胴部は、前記ロックピンが前記貫通穴に固定されるように前記貫通穴の第１端にねじ結合される第２ねじ山部と、前記第２ねじ山部の端部から内側に延長された第３ねじ山部とからなることを特徴とする請求項１２に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１４】
前記弾性部材は、コイルばねからなり、前記貫通穴においてその両端が各々前記クラッチピンの第１ねじ山部と前記ロックピンの第３ねじ山部に噛合い、前記回転軸の回転に伴う遠心力により前記コイルばねが引き伸ばされながら前記クラッチピンが前記貫通穴から突出してそのロック部が前記スロットに係止されることによって前記上部及び下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐことを特徴とする請求項１３に記載の容量可変回転圧縮機。
【請求項１５】
第１及び第２偏心カム上に設けられる第１及び第２偏心ブッシュが圧縮室を挿通する回転軸に対して偏心回転することによって前記圧縮室に圧縮動作を行わせる容量可変回転圧縮機において、
前記第１及び第２偏心ブッシュとの間の所定の位置において設けられるスロットと、
前記スロットに沿って移動して前記第１及び第２偏心ブッシュを選択的に最大偏心位置に切り換えるロックピンと、
前記ロックピンと対向する位置において前記スロットに係止されて前記第１及び第２偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐクラッチ装置とを備えてなることを特徴とする容量可変回転圧縮機。
【請求項１６】
前記回転軸は、前記スロットに対応する高さにおいて設けられた貫通穴を含み、前記ロックピンと前記クラッチ装置がそれぞれ前記貫通穴の第１端と第２端に配置されるようにすることを特徴とする請求項１５に記載の容量可変回転圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転圧縮機に係り、さらに詳細には、回転軸に配置される偏心装置を用い、相異なる内容積を有する２つの圧縮室のうちいずれか一方に選択的に圧縮動作を行わせることにより容量を可変させられる回転圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気調和装置と冷蔵庫などのように冷却サイクルを用いて特定の空間を冷却させる冷却装置には、冷却回路を循環する冷媒を圧縮するための圧縮機が設けられる。この種の冷却装置の冷却能力は、通常、圧縮機の圧縮容量によって定められ、よって、圧縮機の圧縮容量を可変可能に構成すれば、実際の温度と設定温度との温度差など周りの状況に応じて冷却装置を最適の状態で運転せしめ、特定の空間を適切に冷却できるとともに、省エネルギー化を図ることができる。
【０００３】
冷却装置に用いられる圧縮機は様々なものがあるが、大きく、回転圧縮機と往復動圧縮機とに区分される。本発明は、前者の回転圧縮機に関するもので、その詳細は後述するものとする。
【０００４】
かかる従来の回転圧縮機は、内部に固定子及び回転子が設けられる密閉容器と、前記回転子を貫通する回転軸と、該回転軸の外面に一体に設けられる偏心カムと、該偏心カム上に回転可能に圧縮チャンバー内に設けられるローラとを含む。
【０００５】
このように構成される回転圧縮機は、次のように動作する。すなわち、回転軸が回転するに伴い、前記偏心カムと前記ローラは前記圧縮チャンバ内において偏心回転をする。この時、冷媒ガスが前記圧縮密閉容器の外部に排出されるも前に、冷媒ガスが前記圧縮チャンバ内に流入されて圧縮動作が行われる。
【０００６】
しかしながら、前記従来の回転圧縮機は、その圧縮容量が可変的ではなく固定されているため、周囲温度と予め設定された基準温度との違いに応じて圧縮容量が変えられないという点に問題があった。
【０００７】
より詳細に説明すれば、前記周囲温度が前記予め設定された基準温度よりも遥かに高いとき、前記圧縮機は前記周囲温度を急速に下げるために大容量の圧縮モードにより動作する必要があり、逆に、前記周囲温度と前記設定温度との違いが大きくないとき、前記圧縮機は省エネルギーのために小容量の圧縮モードにより動作する必要がある。にもかかわらず、従来の回転圧縮機は、前記周囲温度と前記予め設定された温度との違いに応じて容量が変えられないため、かかる温度の変化に効率よく対応できず、エネルギーの無駄使いを招いてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の事情の下になされたものであり、その目的は、回転軸に配置される偏心装置を用い、相異なる内容積を有する２つの圧縮室のうちいずれか一方に選択的に圧縮動作を行わせることにより望むとおりに圧縮容量を可変させられる容量可変回転圧縮機を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、回転軸の回転に伴って各圧縮室内部で発生する圧力変化に起因して特定区間において偏心ブッシュが回転軸よりも高速にて回転するのを抑えられる容量可変回転圧縮機を提供することにある。
【００１０】
本発明のさらに他の目的は、ロックピンと第１及び第２偏心ブッシュ間の滑り及び衝突による騒音を抑えられる容量可変回転圧縮機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の目的を達成するために、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、相異なる内容積を有する上部及び下部圧縮室と、前記上部及び下部圧縮室を貫通する回転軸と、前記回転軸に設けられる上部及び下部偏心カムと、前記上部及び下部偏心カムの外周面にそれぞれ配置される上部及び下部偏心ブッシュと、前記上部及び下部偏心ブッシュとの間の所定の位置において設けられるスロットと、前記スロットに沿って移動して前記上部及び下部偏心ブッシュを選択的に最大偏心位置に切り換えるロックピンと、前記ロックピンと対向する位置において前記スロットに係止されて前記上部及び下部偏心ブッシュがスリップ回転するのを防ぐクラッチ装置とを備えてなることを特徴とする。
【００１２】
前記回転軸は、前記スロットに対応する高さに設けられた貫通穴を含み、前記ロックピンと前記クラッチ装置がそれぞれ前記貫通穴の第１端と第２端に配置されるようにする。
【００１３】
前記クラッチ装置は、前記貫通穴の第２端に進退可能に嵌められるクラッチピンと、前記貫通穴の内部に配置され、前記回転軸が停止した状態で前記クラッチピンが前記貫通穴の内部に受容されるように弾性力を働かせる弾性部材とを備える。
【００１４】
前記クラッチピンは、前記スロットの幅よりも大きめの直径を持つ胴部と、前記スロットの幅よりも小さめの直径を持ち、前記胴部の先端から突出したロック部と、前記胴部の後端から突出した第１ねじ山部とから構成される。
【００１５】
前記ロックピンは、ねじ山の形成されている胴部と、前記スロットに嵌められる頭部とからなるものの、前記胴部は、前記ロックピンが前記貫通穴に固定されるように前記貫通穴の第１端にねじ結合される第２ねじ山部と、前記第２ねじ山部の端部から内側に延びた第３ねじ山部とからなる。
【００１６】
好ましくは、前記弾性部材はコイルばねからなり、前記貫通穴の内部においてその両端がそれぞれ前記クラッチピンの第１ねじ山部と前記ロックピンの第３ねじ山部に噛合って結合される。
【００１７】
また、前記ロックピンの頭部と前記クラッチピンのロック部には多角形状の締め付け溝を形成し、前記コイルばねの両端部が前記クラッチピンの第１ねじ山部と前記ロックピンの第３ねじ山部に簡便に噛合うようにする。
【００１８】
前記クラッチピンと前記コイルばねは、前記第１ねじ山部に前記コイルばねの一端部が噛合った状態で前記貫通穴の第２端から嵌められ、前記ロックピンは、前記ロックピンの締め付け溝を使って前記第２ねじ山部が前記貫通穴の第１端にねじ結合されて固定され、この状態で前記クラッチピンの締め付け溝を使って前記クラッチピンを引き締めると前記コイルばねの他端部が前記ロックピンの第３ねじ山部に噛合うことによって前記クラッチピンが前記回転軸の遠心力と前記コイルばねの弾性力により前記貫通穴に進退可能に設置されるようにする。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成される本発明に係る容量可変回転圧縮機は、相異なる内容積を持つ上部圧縮室と下部圧縮室において第１方向または第２方向に回転する偏心装置により圧縮容量を可変させられる構造となっているため、周囲空間を望むとおりに冷却させられるとともに、省エネルギー化が図られる効果がある。
【００２０】
特に、本発明に係る容量可変圧縮機は、回転軸の貫通穴に設けられたクラッチ装置により、偏心装置が第１方向または第２方向に回転する過程中に上部または下部圧縮室における圧力変化に起因して上部偏心ブッシュまたは下部偏心ブッシュがスリップする現象が抑えられるため、上部及び下部偏心ブッシュが円滑に回転できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付した図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照符号及び番号を共通使用し、下記の説明において周知技術については適宜説明を省略するものとする。
【００２２】
以下、本発明に係る可変容量回転圧縮機は、先出願された米国特許出願第１０/３５２,０００号に記載の内容を参照しつつ説明される。本発明の詳細な説明に先立って前記米国特許出願第１０/３５２,０００号に開示された容量可変回転圧縮機の簡略を述べると次のとおりである。
【００２３】
つまり、上記の容量可変回転圧縮機は、第１及び第２圧縮室を含めてなり、各圧縮室内には回転軸の方向によっていずれか一方の圧縮室においてのみ圧縮動作が行われるようにする偏心装置が配置されている。この偏心装置は、圧縮室を貫通する回転軸の外面に取り付けられる第１及び第２偏心カムと、これら第１及び第２偏心カムの外面に回転自在に配置される第１及び第２偏心ブッシュと、これら第１及び第２偏心ブッシュの外面に回転自在に配置されて冷媒ガスを圧縮する第１及び第２ローラと、回転軸の回転方向に応じて第１及び第２偏心ブッシュのうちいずか一方を、回転軸の中心線に対して偏心位置に切り換え、残りの偏心ブッシュは同心位置に切り換えるロックピンとを含めて構成される。
【００２４】
したがって、回転軸が正回転または逆回転するとき、上記のように構成された偏心装置により内容積の異なる第１及び第２圧縮室のうちいずれか一方においてのみ圧縮動作がなされるため、圧縮機の容量を望むとおりに可変させられるのである。
【００２５】
次に、本発明について詳細に説明する。図１は、本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。図１に示すように、本発明に係る容量可変回転圧縮機は、内部に設けられて回転力を生じさせる駆動部２０と、駆動部２０の回転力によりガスを圧縮する圧縮部３０とを有する密閉容器１０を備える。駆動部２０は、密閉容器１０の内面に固定される円筒状の固定子２２と、固定子２２の内部に回転自在に設けられる回転子２３と、回転子２３の中心部から延設され、回転子２３とともに第１方向(反時計方向)もしくは第２方向(時計方向)に回転する回転軸２１とからなる。
【００２６】
圧縮部３０は、上部と下部にそれぞれ相異なる内容積を有する円筒状の上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２が設けられているハウジング３３と、ハウジング３３の上端と下端に配置され、回転軸２１を回転自在に支える上部フランジ３５及び下部フランジ３６と、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２との間に配置され、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２を互いに仕切る仕切板３４とを含む。
【００２７】
上部圧縮室３１は下部圧縮室３２よりも高く形成されることから上部圧縮室３１の内容積が下部圧縮室３２の内容積よりも大きくなり、これにより、上部圧縮室３１においては下部圧縮室３２に比べてより大量のガスを圧縮できるようになり、本発明に係る回転圧縮機が可変容量を有するのである。
【００２８】
もちろん、下部圧縮室３２を上部圧縮室３１よりも高めれば、下部圧縮室３２の内容積が上部圧縮室３１の内容積よりも大きくなり、下部圧縮室３２においてより大量のガスが圧縮できるのである。
【００２９】
上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２の内部には、回転軸２１の方向に応じて上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２のうちいずれか一方においてのみ選択的に圧縮動作が行われるようにする偏心装置４０が配設され、偏心装置４０には、この偏心装置４０をスリップさせることなく円滑に動作させるための本発明に係るクラッチ装置８０が設けられるが、この偏心装置４０とクラッチ装置８０の構造及び動作については、図２ないし図８に基づき後述する。
【００３０】
また、上部圧縮室３１と下部圧縮室３２には、それぞれ偏心装置４０の外周面に回転自在に配置される上部ローラ３７と下部ローラ３８が設けられ、ハウジング３３には上部圧縮室３１及び下部圧縮室３２とそれぞれ連通するように上・下部吸入口６３，６４と上・下部吐出口６５，６６(図３及び図６参照)が形成されている。
【００３１】
上部吸入口６３と上部吐出口６５との間には、上部ベーン６１が支持ばね６１ａにより上部ローラ３７と密着された状態で半径方向に配置されており(図３参照)、下部吸入口６４と下部吐出口６６との間には下部ベーン６２が支持ばね６２ａにより下部ローラ３８と密着された状態で半径方向に配置されている(図６参照)。
【００３２】
また、液体冷媒を分離して冷媒ガスのみを圧縮機に流入させるアキュミュレータ６９の出口管６９ａには、ハウジング３３に形成された上部及び下部吸入口６３，６４のうち圧縮動作が行われる吸入口にのみ冷媒ガスが供給されるように各吸入流路６７、６８を選択的に開閉する流路切換装置７０が設けられる。流路切換装置７０の内部には、上部吸入口６３と繋がっている吸入流路６７及び下部吸入口６４と繋がっている吸入流路６８間の圧力差を用いてこれら吸入流路６７、６８のうちいずれか一方のみを開き、冷媒ガスを供給するバブル装置７１が横方向に移動可能に配置されている。
【００３３】
次に、本発明の一実施例による偏心装置４０及びクラッチ８０構造を図２を参照して説明する。
【００３４】
図２は、図１に示した本発明の偏心装置４０の上部及び下部偏心ブッシュ５１、５２が回転軸２１から切り離された状態を示す図である。図２に示すように、偏心装置４０は、回転軸２１において各々上部圧縮室３１と下部圧縮室３２に対応する位置に設けられた上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２、上部偏心カム４１と下部偏心カム４２の外周面にそれぞれ配置される上部偏心ブッシュ５１及び下部偏心ブッシュ５２、上部偏心カム４１と下部偏心カム４２との間に設置されたロックピン４３、ロックピン４３が係止されるように上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２との間に一定長さにて形成されたスロット５３、そして上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２が各々上部偏心カム４１と下部偏心カム４２に対してスリップ回転しないように防ぐクラッチ装置８０を備えてなる。
【００３５】
上部偏心カム４１及び下部偏心カム４２は、回転軸２１の外周面から横方向に一体に突出して回転軸２１の中心線(Ｃ１−Ｃ１)に対して偏心された状態で垂直に配置される。また、上部及び下部偏心カム４１、４２は、回転軸２１から最大限に突出された上部及び下部偏心カム４１、４２の各々の最大偏心部と、回転軸２１から最小限に突出された上部及び下部偏心カム４１、４２の各々の最小偏心部とをそれぞれ連結してなる上部偏心線(Ｌ１−Ｌ１)と下部偏心線(Ｌ２−Ｌ２)が互いに一致するように配置される。
【００３６】
上部偏心カム４１と下部偏反カム４２との間にはロックピン４３とクラッチ装置８０が設けられるように回転軸２１を横方向に貫通する貫通穴９０が形成されている。貫通穴９０は偏心線(Ｌ１−Ｌ１)、(Ｌ２−Ｌ２)と略９０°の角度をなす位置に形成される。
【００３７】
上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２は、これらの間に形成された連結部５４を介して一体に連結されてなり、スロット５３は、スロット５３の第１端５３ａから回転軸２１の中心に延長される第１線と、スロット５３の第２端５３ｂから回転軸２１の中心に延長される第２線とがなす角度が１８０°になるに充分な長さを持って連結部５１の円周方向に沿って形成される。
【００３８】
上・下部偏心ブッシュ５１、５２との間において形成されたスロット５３と回転軸２１に設けられた貫通穴９０は、回転軸２１が上・下部偏心ブッシュ５１、５２に嵌合された状態で互いに一致するようにしてロックピン４３とクラッチ装置８０がスロット５３と相まって上・下部偏心ブッシュ５１、５２が回転軸２１と同速度で回転されるようにする。
【００３９】
ロックピン４３はスロット５３の幅よりやや小さめの直径を持ってスロット５３に嵌められる頭部４４と、頭部４４の内側端から頭部４４の直径より小さめの直径をもって延長される、ねじ山の形成されている胴部４５とを含む。胴部４５は、第２ねじ山部４５ａと、この第２ねじ山部４５ａからより小さめの直径をもって延長された第３ねじ山部４５ｂと、を含む(第１ねじ山部については後述する)。
【００４０】
ロックピン４３の胴部４５が嵌められる貫通穴９０の第１端９１にはねじ山が形成されており、ロックピン４３の頭部４４にはロックピン４３を貫通穴９０の第１端９１に簡便に締結するべく多角形状の締め付け溝４４ａが形成されている。したがって、締め付け溝４４ａを使ってロックピン４３を引き締めると胴部４５の第２ねじ山部４５ａが貫通穴９０の第１端９１に締結され、これにより、ロックピン４３は、頭部４４が外側へ突出した状態で貫通穴９０に固定されるようになる。
【００４１】
クラッチ装置８０は、上下部偏心ブッシュ５１、５２がスリップ回転しないようにスロット５３に係止されるクラッチピン８２と、クラッチピン８２が貫通穴９０に進退可能に設置されるように弾性部材として機能するコイルばね８１と、を備えてなる。
【００４２】
クラッチピン８２は、スロット５３の幅よりも大きい直径を持ってクラッチピン８２がスロット５３から外されないようにする胴部８３と、胴部８３の先端からスロット５３の幅よりも小さめの直径を持って突出してスロット５３に嵌められるロック部８４と、胴部８３の後端から突出してコイルばね８１の一端部が嵌められる第１ねじ山部８５と、からなる。
【００４３】
コイルばね８１の内径は、クラッチピン８２の第１ねじ山部８５とロックピン４３の第３ねじ山部４５ｂの直径と同じ大きさに形成されるため、コイルばね８１はその一端部が第３ねじ山部４５ｂと噛合ってロックピン４３の胴部４５に固定され、その他端部がクラッチピン８２の第１ねじ山部８５と噛合ってクラッチピン８２が貫通穴９０に進退可能に設置される。また、クラッチピン８２のロック部８４にはクラッチピン８２がコイルばね８２に簡便に噛合うように多角形状の締め付け溝８４ａが形成されている。
【００４４】
上記のように構成されたクラッチピン８２とコイルばね８１、そしてロックピン４３は、次の過程により貫通穴９０に設置される。まず、コイルばね８１をクラッチピン８２の第１ねじ山部８５に嵌めて回すとコイルばね８１の一端部が第１ねじ山部８５に噛合って結合される。
【００４５】
この状態でコイルばね８１を回転軸２１に形成された貫通穴９０の第２端９２からはめ込むとコイルばね８１とクラッチピン８２は貫通穴９０の内部に配置されるようになる。
【００４６】
次いで、貫通穴９０がスロット５３と同高さに位置する状態で回転軸２１を第１及び第２偏心ブッシュ５１、５２に差し込んだ後スロット５３を介してロックピン４３を貫通穴９０の第１端９１に結合させる。この時、ロックピン４３の頭部４４に形成された締め付け溝４４ａにレンチのような工具を嵌めて回すとロックピン４３が回転しつつロックピン４３の第２ねじ山部４５ａが貫通穴９０の第１端９１に形成されたねじ山に噛合いつつロックピン４３が簡便に貫通穴９０に固定される。
【００４７】
その後、クラッチピン８２のロック部８４に形成された締め付け溝８４ａにレンチのような工具を嵌めて回すとクラッチピン８２が回転しつつコイルばね８１の他端部がロックピン４３の第３ねじ山部４５ｂに噛合ってコイルばね８１がロックピン４３に連結される(図５参照)。
【００４８】
このようにクラッチ装置８０が貫通穴９０にはめ込まれてロックピン４３に結合されると、クラッチピン８２は回転軸２１の回転による遠心力によって貫通穴９０の第２端９２から前方へ突出したり、コイルばね８１の弾性力により貫通穴９０の内部に後退したりし、これにより、上部及び下部偏心ブッシュ５１、５２がスリップ回転するのを抑える。
【００４９】
一方、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部と最小偏心部とをつなぐ偏心線(Ｌ３−Ｌ３)と、スロット５３の第１端５３ａと連結部５４の中心とをつなぐ線間の角度は、略９０°をなすように形成され、下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部と最小偏心部をつなぐ偏心線(Ｌ４−Ｌ４)と、スロット５３の第２端５３ｂと連結部５４の中心とをつなぐ線間の角度もまた略９０°をなすように形成される。
【００５０】
また、上部偏心ブッシュ５１の偏心線(Ｌ３−Ｌ３)と下部偏心ブッシュ５２の偏心線(Ｌ４−Ｌ４)は、互いに同一の平面上に位置するものの、上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部と下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部は互いに反対向きに偏心配置される。
【００５１】
このような配置構造により、ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａに係止され、上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と共に第１方向に回転する(もちろん、下部偏心ブッシュも同時に回転する)と、上部偏心ブッシュ５１は、上部偏心カム４１の最大偏心部と上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部とが当接するようになって回転軸２１から最大に偏心された状態で第１方向に回転するようになるのに対し(図３参照)、下部偏心ブッシュ５２は、下部偏心カム４２の最大偏心部と下部偏心ブッシュ５２の最小偏心部とが当接するようになって回転軸２１と同心をなしつつ第１方向に回転するようになる(図４参照)。このとき、クラッチピン８２のロック部８４は回転軸２１の遠心力によって前方に突出してスロット５３の第２端５３ｂに係止された状態で回転するようになる。
【００５２】
逆に、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂに係止され、下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１と共に第２方向に回転すると、下部偏心ブッシュ５２は、下部偏心カム４２の最大偏心部と下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部とが当接するようになって回転軸２１から最大に偏心された状態で第２方向に回転するようになるのに対し(図６参照)、上部偏心ブッシュ５１は、上部偏心カム４１の最大偏心部と上部偏心ブッシュ５１の最小偏心部とが当接するようになって回転軸と同心をなしつつ第２方向に回転するようになる(図７参照)。このとき、クラッチピン８２のロック部８４は回転軸２１の遠心力によって前方に突出してスロット５３の第１端５３ａに係止された状態で回転するようになる。
【００５３】
以下、図３ないし図８を参照して上記のように構成された偏心装置により上部圧縮室または下部圧縮室において選択的に冷媒ガスが圧縮される動作について説明する。
【００５４】
図３は、回転軸が第１方向に回転し、図２に示した偏心装置によりスリップ無しで圧縮動作が行われる上部圧縮室を示す断面図であり、図４は、図３に対応するものであり、回転軸が第１方向に回転し、図２に示した偏心装置により圧縮動作が行われない下部圧縮室
を示す断面図である。図５は、回転軸が第１方向に回転するとき、本発明のクラッチ装置によりスリップ無しで回転する上部偏心ブッシュを示す断面図である。
【００５５】
図３に示すように、回転軸２１が第１方向(図３では反時計方向)に回転し、回転軸２１から突出したロックピン４３が、上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２との間において形成されたスロット５３に嵌められた状態で一定角度回動すると、ロックピ４３がスロット５３の第１端５３ａに係止されることによって上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と共に回転する。このとき、下部偏心ブッシュ５２も連結部５４により上部偏心ブッシュ５１と一体に連結されているため、上部偏心ブッシュ５１と一体に回転するようになる。
【００５６】
このように回転軸２１が低速に回転してロックピン４３の方向を切り換える動作中にはクラッチピン８２のロック部８４はコイルばね８１の弾性力により貫通穴９０の内部に配置され、これにより、回転軸２１が上・下部偏心ブッシュ５１、５２に対して相対的に回転する動作が可能になる。
【００５７】
ロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａに係止された状態では、前述したように、上部偏心カム４１の最大偏心部が上部偏心ブッシュ５１の最大偏心部と当接するようになって上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１の中心線(Ｃ１−Ｃ１)に対して最大偏心位置に切り換えられた状態で回転するようになり、これにより、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と接触した状態で回転しつつ圧縮動作を行うことになる。
【００５８】
これと同時に、図４に示すように、下部偏心カム４２の最大偏心部は下部偏心ブッシュ５２の最小偏心部に当接するようになって下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１の中心線(Ｃ１−Ｃ１)に対して同心をなす位置に切り換えられた状態で回転するようになり、これにより、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面と一定間隔だけ離れたまま回転する結果、圧縮作用は行われなくなる。
【００５９】
したがって、回転軸２１が第１方向に回転する場合には、相対的に内容積の大きい上部圧縮室３１においては上部ローラ３７により上部吸入口６３に流入した冷媒ガスが圧縮されて上部吐出口６５を通して排出され、相対的に内容積の小さい下部圧縮室３２においては圧縮動作がなされなくなる。つまり、この場合、回転圧縮機は圧縮容量の大きい状態に可変されて作動するのである。
【００６０】
一方、図３に示すように、上部ローラ３７が上部ベーン６１に当接して冷媒ガスの圧縮動作が終わると同時に冷媒ガスの吸入動作が始まる時点では、上部吐出口６５を介してまだ放出されていない一部の圧縮ガスが再び上部圧縮室３１に戻されて再膨張されつつ上部ローラ３７及び上部偏心ブッシュ５１に回転軸２１の回転方向に沿って圧力を加え、瞬間的に上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１よりも高速にて回転するようになり、このため、上部偏心ブッシュ５１が上部偏心カム４１から滑り込むスリップ現象が起こってしまう。
【００６１】
さらに、このような状態で回転軸２１がさらに回転すれば、再びロックピン４３がスロット５３の第１端５３ａに衝突して上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と同速度にて回転するが、このような衝突中に騒音が生じ、接触箇所において損傷が生じる恐れがある。
【００６２】
このように上部ローラ３７が上部ベーン６１に当接するとき、上部偏心ブッシュ５１には上部吐出口６５から冷媒ガスの一部が逆流して再膨張する際に発生するガス圧力により回転軸２１が回転する方向(第１方向)に力が働くことから上部偏心ブッシュ５１にスリップ現象が起こってしまうが、回転軸２１の貫通穴９０に設置された本発明に係るクラッチ装置８０によれば、上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１よりも高速にて回転するのが防止されるため、上部偏心ブッシュ５１が偏心カム４１上においてスリップするのが抑えられる。
【００６３】
すなわち、図５に示すように、回転軸２１の回転速度が一定速度以上になると、回転軸２１の遠心力がコイルばね８１の弾性力を超過することから、クラッチピン８２が図５の点線で表す位置から前方へ進み実線で表す位置に移動するようになる。これによりクラッチピン８２のロック部８４がスロット５３の第２端５３ｂに係止されて上部偏心ブッシュ５１が回転軸２１と同速度にて回転し、これにより、上部偏心ブッシュ５１のスリップ回転が防止されるのである。
【００６４】
上記のように本発明に係る偏心装置４０とクラッチ装置８０により、上部圧縮室３１において上部偏心ブッシュ５１がスリップ回転することなく圧縮作用を終えた後下部圧縮室３２において圧縮作用がなされるようにするためには、回転軸２１が停止した後再び第２方向に回転方向を切り換える動作が必要とされる。以下、このような下部圧縮室３２において圧縮作用が行われる動作について図６ないし図８に基づき詳細に説明する。
【００６５】
図６は、回転軸が第２方向に回転し、図２に示した偏心装置によりスリップが抑えられる状態で圧縮作用が行われる下部圧縮室を示す断面図であり、図７は、図６に対応するものであり、回転軸が第２方向に回転し、図２に示した偏心装置により圧縮作用が行われない上部圧縮室を示す断面図であり、図８は、回転軸が第２方向に回転するとき、図２に示したクラッチ装置によりスリップ無しで回転する下部偏心ブッシュを示す断面図である。
【００６６】
図６に示すように、回転軸２１が第２方向(図６では時計方向)に回転すると、図３及び図４に示すように上部圧縮室３１においてのみ圧縮作用がなされる動作とは逆に動作するため、下部圧縮室３２においてのみ圧縮動作がなされる。
【００６７】
すなわち、回転軸２１が第２方向に低速に回転方向を切り換えると、クラッチピン８２はコイルばね８１の弾性力により回転軸２１の貫通穴９０の内部に後退すると同時に、ロックピン４３がスロット５３の第２端５３ｂに係止される。
【００６８】
こうなると、下部偏心カム４２の最大偏心部が下部偏心ブッシュ５２の最大偏心部に当接するようになって下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１の中心線(Ｃ１-Ｃ１)に対して最大に偏心された状態に切り換えられて回転軸２１と共に回転し、これにより、下部ローラ３８が下部圧縮室３２を形成するハウジング３３の内周面に触れた状態で回転しつつ圧縮動作を行うようになる。
【００６９】
これと同時に、図７に示すように、上部偏心カム４１の最大偏心部は上部偏心ブッシュ５１の最小偏心部と当接するようになって上部偏心ブッシュ５１は回転軸２１の中心線(Ｃ１−Ｃ１)に対して同心をなす状態に切り換えられて回転し、これにより、上部ローラ３７が上部圧縮室３１を形成するハウジング３３の内周面と一定間隔だけ離れたまま回転する結果、圧縮動作が行われなくなる。
【００７０】
したがって、相対的に内容積の小さい下部圧縮室３２においては下部ローラ３８により下部吸入口６４に流入した冷媒ガスが圧縮されて下部吐出口６６を介して排出され、相対的に内容積の大きい上部圧縮室３１においては圧縮動作が行われず、回転圧縮機は圧縮容量の小さい状態に可変されて作動するようになるのである。
【００７１】
一方、図６に示すように、下部ローラ３８が下部ベーン６２に当接して冷媒ガスの圧縮動作が完了すると同時に冷媒ガスの吸入動作が始まる時点では、下部吐出口６６を介して未だ放出されていない一部の圧縮ガスが再び下部圧縮室３２に流入して再膨張しつつ下部ローラ３８と下部偏心ブッシュ５２に、回転軸２１が回転する方向に圧力を加えることから瞬間的に下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１よりも高速にて回転することになり、この結果、下部偏心ブッシュ５２が下部偏心カム４２から滑り込むスリップ現象が起こってしまう。
【００７２】
さらに、この状態で回転軸２１がさらに回転すれば、ロックピン４３が再びスロット５３の第２端５３ｂと衝突して下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１と同速度にて回転するが、このような衝突により騒音が生じ、衝突箇所において損傷が起こる恐れがある。
【００７３】
しかしながら、本発明では、クラッチ装置８０は、クラッチ装置８０のクラッチピン８２が回転軸２１の回転に伴う遠心力によりスロット５３の第２端５３ｂに係止されるように作用するため、上部偏心ブッシュ５１のスリップ及び衝突現象を防ぐことができる。
【００７４】
すなわち、図８に示すように、回転軸２１が一定速度以上に第２方向に回転すると、回転軸２１の遠心力がコイルばね８１の弾性力を超過することから、クラッチピン８２が図８の点線で表す位置から前方へ進み実線で表す位置に移動するようになる。これにより、クラッチピン８２のロック部８４がスロット５３の第１端５３ａに係止されて下部偏心ブッシュ５２が回転軸２１と同速度にて回転する結果、下部偏心ブッシュ５２のスリップ回転が防止されるのである。
【００７５】
要するに、回転軸２１が第１方向または第２方向に回転するとき、本発明によるクラッチ装置８０により、上部偏心ブッシュ５１と下部偏心ブッシュ５２はスリップ回転することなくそれぞれ上部圧縮室３１と下部圧縮室３２において圧縮動作が行われるようにする。
【００７６】
以上では具体的な実施例に上げて説明してきたが、本発明はこれに限定されず、当分野で通常の知識を持つ者により本発明の範囲を外れない限度内で様々な変形が可能であることは言うまでもなく、したがって、本発明の範囲は特許請求の範囲及びこの特許請求の範囲と均等なものによって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る容量可変回転圧縮機の内部構造の概略を示す縦断面図である。
【図２】本発明に係る偏心装置が回転軸から切り離されている状態を示す分解斜視図である。
【図３】回転軸が第１方向に回転し、図２に示した偏心装置によりスリップ無しで圧縮動作が行われる上部圧縮室を示す断面図である。
【図４】図３に対応するものであり、回転軸が第１方向に回転し、図２に示した偏心装置により圧縮動作が行われない下部圧縮室を示す断面図である。
【図５】回転軸が第１方向に回転するとき、図２に示した偏心装置の所定の位置において設けられたクラッチ装置によりスリップ無しで回転する上部偏心ブッシュを示す断面図である。
【図６】回転軸が第２方向に回転し、図２に示した偏心装置により圧縮作用が行われる下部圧縮室を示す断面図である。
【図７】図６に対応するものであり、回転軸が第２方向に回転し、図２に示した偏心装置により圧縮作用が行われない上部圧縮室を示す断面図である。
【図８】回転軸が第２方向に回転するとき、図２に示したクラッチ装置によりスリップ無しで回転する下部偏心ブッシュを示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
２１  回転軸
３１  上部圧縮室
３２  下部圧縮室
４０  偏心装置
４１  上部偏心カム
４２  下部偏心カム
４３  ロックピン
５１  上部偏心ブッシュ
５２  下部偏心ブッシュ
５３  スロット
８０  クラッチ装置
８１  コイルばね
８２  クラッチピン
９０  貫通穴
【図１】
2005121007.tif 000003
【図２】
2005121007.tif 000004
【図３】
2005121007.tif 000005
【図４】
2005121007.tif 000006
【図５】
2005121007.tif 000007
【図６】
2005121007.tif 000008
【図７】
2005121007.tif 000009
【図８】
2005121007.tif 000010